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  無線智能泛在網(wǎng)絡(luò)(Wi-SUN)憑借其低功耗、遠(yuǎn)程通信能力和安全的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，已成為日本智能城市部署的關(guān)鍵推動力。Wi-SUN聯(lián)盟是一個促進Wi-SUN技術(shù)實現(xiàn)互操作性和擴大部署的全球性非營利組織，許多日本公司正積極參與Wi-SUN解決方案的開發(fā)和部署。

  Nagano JRC (Nagano Japan Radio Co. Ltd., 簡稱Nagano JRC，中文為長野日本無線株式會社)通過其在可再生能源、儲能和智能電網(wǎng)系統(tǒng)方面的創(chuàng)新技術(shù)，在這一現(xiàn)代化進程中發(fā)揮了重要作用。該公司的部分任務(wù)是裝備原始設(shè)備制造商(ODM/OEM)，包括開發(fā)下一代智能電表和其他物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的制造商。正是考慮到這一點，該公司開始運用Silicon Labs(亦稱“芯科科技”)FG25 sub-GHz SoC來創(chuàng)建一個Wi-SUN FAN 1.1模塊以提供智能電表所需的性能，同時為開發(fā)人員和終端客戶創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)的用戶體驗。

  挑戰(zhàn)

  為下一代智能電表制造商提供新的功能和性能改進，以致力支持日本在2024年前更換該國80%的傳統(tǒng)電表來提高能源效率。

  解決方案

  Nagano JRC利用Silicon Labs FG25 sub-GHz SoC開發(fā)能夠滿足這些下一代智能電表需求的模塊，該SoC支持Wi-SUN Field Area Network(FAN)1.1中引入的OFDM調(diào)制技術(shù)。

  開發(fā)成果

  FG25內(nèi)建的MCU和收發(fā)器組合有助于Nagano JRC滿足客戶的成本、尺寸和性能要求，并繼續(xù)建立兩家公司之間長達十年的合作關(guān)系。

  用于遠(yuǎn)程、關(guān)鍵任務(wù)項目的FG25 Sub-GHz SoC

  自2014年以來，日本積極推進能源基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化。智能電表是這一政策的重要組成部分，它帶來了比傳統(tǒng)方案更先進的功能，包括與公用事業(yè)單位實時通信的能力，并向消費者提供有關(guān)其能源使用情況的更詳細(xì)信息。

  為了滿足日本智能計量政策的要求，以及其他與相關(guān)的連接設(shè)備，如太陽能電池板和電動汽車充電器，Nagano JRC制定非常明確的目標(biāo)。首先，如上所述，Wi-SUN的功能至關(guān)重要。Wi-SUN具有遠(yuǎn)程通信能力，可以用更少的節(jié)點覆蓋更大的區(qū)域。這對于智能計量尤其有用，因為大量的電表需要連接到一個大范圍的中央系統(tǒng)。Wi-SUN使用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌@意味著如果一個節(jié)點故障，網(wǎng)絡(luò)可以自動重新配置以保持連通性。

  FG25 sub-GHz SoC通過Wi-SUN聯(lián)盟認(rèn)證，再加上其性能、安全性和易用性均表現(xiàn)優(yōu)異，因而成為Nagano JRC開發(fā)Wi-SUN模塊的理想選擇。最后，Wi-SUN是一個開放標(biāo)準(zhǔn)，允許來自不同供應(yīng)商的設(shè)備彼此無縫通信。這對于智能計量應(yīng)用非常重要，因為不同制造商的計量表可能會用于同一系統(tǒng)中。

  正交頻分復(fù)用(OFDM)與智能計量

  FG25的另一個關(guān)鍵特性是支持正交頻分復(fù)用(OFDM)。這是一種非常適合智能計量的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，因為它可以在有限的帶寬上傳輸大量數(shù)據(jù)。在智能計量應(yīng)用中，這允許更頻繁和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)收集，從而實現(xiàn)更好的能源管理。OFDM還有節(jié)能特性，這使得電池供電的智能電表可以在低功率水平傳輸數(shù)據(jù)，同時不犧牲信號質(zhì)量。日本開發(fā)這些第二代智能電表的部分方法是與Wi-SUN FAN 1.1兼容，特別是基于OFDM技術(shù)。FG25是Silicon Labs產(chǎn)品組合中首款支持OFDM的SoC。憑借更高的數(shù)據(jù)速率，F(xiàn)G25 SoC實現(xiàn)了智能城市所需的大型網(wǎng)絡(luò)，其中節(jié)點數(shù)量可達數(shù)千個。

  Wi-SUN有助于確保智能公用事業(yè)對安全的重視

  安全性對于智能計量應(yīng)用程序至關(guān)重要，因為它們收集和傳輸數(shù)據(jù)，包括個人和財務(wù)信息、使用模式和能源消耗信息。如果沒有適當(dāng)?shù)陌踩胧?，這些數(shù)據(jù)很容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊、數(shù)據(jù)泄露和身份盜竊。在開發(fā)智能電表時，安全性至為關(guān)鍵，因為組件在提供電力方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，一旦遭遇惡劣的天氣，超負(fù)荷的電網(wǎng)，甚至惡意攻擊的行為者都有可能破壞脆弱的儀表，導(dǎo)致停電、電網(wǎng)損壞和安全隱患。此外，安全對于維護客戶對能源行業(yè)的信任和信心也至關(guān)重要。消費者必須確信他們的數(shù)據(jù)和隱私受到保護，他們的電力供應(yīng)是安全和不間斷的。

  面向安全性的設(shè)計考量，Wi-SUN使用128位AES加密來保護設(shè)備之間的通信。它還包括身份驗證機制和安全密鑰管理，以確保只有經(jīng)過授權(quán)的設(shè)備才能訪問網(wǎng)絡(luò)。此外，Wi-SUN還可以抵抗常見的無線攻擊，如重放攻擊和數(shù)據(jù)包注入?？傮w而言，Wi-SUN的安全特性使其成為日本公用事業(yè)網(wǎng)絡(luò)中物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的可靠和安全協(xié)議。